Introduksi Hukum Newton (Part 5)

Applications and Limitations of Newton's Laws

By themselves, the three laws of motion are a crowning achievement, but Newton didn't stop there. He took those ideas and applied them to a problem that had stumped scientists for years -- the motion of planets. Copernicus placed the sun at the center of a family of orbiting planets and moons, while the German astronomer Johannes Kepler proved that the shape of planetary orbits was elliptical, not circular. But no one had been able to explain the mechanics behind this motion. Then, as the story goes, Newton saw an apple fall to the ground and was seized by inspiration. Could a falling apple be related to a revolving planet or moon? Newton believed so. This was his thought process to prove it:

1. An apple falling to the ground must be under the influence of a force, according to his second law. That force is gravity, which causes the apple to accelerate toward Earth's center.
2. Newton reasoned that the moon might be under the influence of Earth's gravity, as well, but he had to explain why the moon didn't fall into Earth. Unlike the falling apple, it moved parallel to Earth's surface.
3. What if, he wondered, the moon moved about the Earth in the same way as a stone wh­irled around at the end of a string? If the holder of the string let go -- and therefore stopped applying a force -- the stone would obey the law of inertia and continue traveling in a straight line, like a tangent extending from the circumference of the circle.
   
   
   
   
   Stocktrek Images/Getty Images
   Does the moon move around the Earth in the same way that a stone whirls around the end of a string?
4. B­ut if the holder of the string didn't let go, the stone would travel in a circular path, like the face of a clock. In one instant, the stone would be at 12 o'clock. In the next, it would be at 3 o'clock. A force is required to pull the stone inward so it continues its circular path or orbit. The force comes from the holder of the string.
5. Next, Newton reasoned that the moon orbiting Earth was the same as the stone whirling around on its string. Earth behaved as the holder of the string, exerting an inward-directed force on the moon. This force was balanced by the moon's inertia, which tried to keep the moon moving in a straight-line tangent to the circular path.
6. Finally, Newton extended this line of reasoning to any of the planets revolving around the sun. Each planet has inertial motion balanced by a gravitational attraction coming from the center of the sun.

It was a stunning insight -- one that eventually led to the universal law of gravitation. According to this law, any two objects in the universe attract each other with a force that depends on two things: the masses of the interacting objects and the distance between them. More massive objects have bigger gravitational attractions. Distance diminishes this attraction. Newton expressed this mathematically in this equation:

F = G(m₁m₂/r²)

where F is the force of gravity between masses m₁ and m₂, G is a universal constant and r is the distance between the centers of both masses.
Over the years, scientists in just about every discipline have tested Newton's laws of motion and found them to be amazingly predictive and reliable. But there are two instances where Newtonian physics break down. The first involves objects traveling at or near the speed of light. The second problem comes when Newton's laws are applied to very small objects, such as atoms or subatomic particles that fall in the realm of quantum mechanics.
­Sti­ll, these limitations shouldn't take away from his accomplishments, so flip to the next page for more information about Isaac Newton and other geniuses.

REFERENCE/MAROJI':
http://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/newton-law-of-motion5.htm
masih di terjemahkan secara gaul oleh: saya ndiri   

Introduksi Hukum Newton (Part 4)

Newton's Third Law (Law of Force Pairs)

Newton's third law is probably the most familiar. Everyone knows that every action has an equal and opposite reaction, right? Unfortunately, this statement lacks some necessary detail. This is a better way to say it:

A force is exerted by one object on another object. In other words, every force involves the interaction of two objects. When one object exerts a force on a second object, the second object also exerts a force on the first object. The two forces are equal in strength and oriented in opposite directions.

Many people have trouble visualizing this law because it's not as intuitive. In fact, the best way to discuss the law of force pairs is by presenting examples. Let's start by considering a swimmer facing the wall of a pool. If she places her feet on the wall and pushes hard, what happens? She shoots backward, away from the wall.

TIMOTHY A. CLARY/AFP/Getty Images
That's one heck of a force!

Clearly, the swimmer is applying a force to the wall, but her motion indicates that a force is being applied to her, too. This force comes from the wall, and it's equal in magnitude and opposite in direction.
Next, think about a book lying on a table. What forces are acting on it? One big force is Earth's gravity. In fact, the book's weight is a measurement of Earth's gravitational attraction. So, if we say the book weighs 10 N, what we're really saying is that Earth is applying a force of 10 N on the book. The force is directed straight down, toward the center of the planet. Despite this force, the book remains motionless, which can only mean one thing: There must be another force, equal to 10 N, pushing upward. That force is coming from the table.
If you're catching on to Newton's third law, you should have noticed another force pair described in the paragraph above. Earth is applying a force on the book, so the book must be applying a force on Earth. Is that possible? Yes, it is, but the book is so small that it cannot appreciably accelerate something as large as a planet.
You see something similar, although on a much smaller scale, when a baseball bat strikes a ball. There's no doubt the bat applies a force to the ball: It accelerates rapidly after being struck. But the ball must also be applying a force to the bat. The mass of the ball, however, is small compared to the mass of the bat, which includes the batter attached to the end of it. Still, if you've ever seen a wooden baseball bat break into pieces as it strikes a ball, then you've seen firsthand evidence of the ball's force.

AFP/Getty Images
A baseball player shatters his bat.

These examples don't show a practical application of Newton's third law. Is there a way to put force pairs to good use? Jet propulsion is one application. Used by animals such as squid and octopi, as well as by certain airplanes and rockets, jet propulsion involves forcing a substance through an opening at high speed. In squid and octopi, the substance is seawater, which is sucked in through the mantle and ejected through a siphon. Because the animal exerts a force on the water jet, the water jet exerts a force on the animal, causing it to move. A similar principle is at work in turbine-equipped jet planes and rockets in space.
­Speaking of outer space, Newton's other laws apply there, too. By using his laws to analyze the motion of planets in space, Newton was able to come up with a universal law of gravitation. We'll explore this further in the next section.
REFERENCE/MAROJI':
http://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/newton-law-of-motion4.htm
masih di terjemahkan secara gaul oleh: saya ndiri  

Newton's Second Law (Law of Motion)

Kita mungkin akan terkejut bahwa ternyata bukan kejeniusan si Newton di balik hukum inersia. Tapi Newton sendirilah yang menulis bahwa ia mampu memandang begitu jauh karena ia telah berdiri di atas " bahu para Raksasa". Dan memandang jauh, ia lakukan. Meskipun hukum inersia mengidentifikasikan gaya sebagai aksi yang diperlukan untuk menyetop atau memulai gerak, tapi ia tidak meng'kuantifikasi gaya tersebut. Hukum kedua Newtonlah yang menjawab "missing link" antara relasi gaya terhadap akselerasi / percepatan. Inilah apa yang ia katakan:

­Ketika gaya mengenai sebuah obyek / benda, obyek berakselerasi searah dengan gaya. Jika massa sebuah obyek di pertahankan konstan,  penambahan gaya akan menambah akselerasi. Jika gaya pada sebuah obyek di buat konstan, penambahan massa akan menurunkan akselerasi. Dengan kata lain, gaya dan akselerasi berbanding lurus, sebaliknya massa dan akselerasi berbanding terbalik.

Secara teknis, Newton membuat persamaan gaya ke dalam perubahan differensial momentum per unit waktu. Momentum adalah karakteristik benda bergerak yang di turunkan sebagai produk dari massa benda dan laju benda. Untuk menurunkan perubahan diferensial momentum per unit waktu, newton telah mengembangkan salah satu jenis ilmu matematika -- kalkulus diferensial. Persamaan "made in Newton" nampak seperti ini:

F = (m)(Δv/Δt)

dimana simbol delta melambangkan perubahan. Karena akselerasi didefinisikan sebagai perubahan instan pada laju pada waktu yang instan pula (Δv/Δt), persamaannya sering kita tulis sebagai:

 F = ma

Persamaan dari hukum ke-2 Newton membuat kita dapat menspesifikasikan satuan/unit   pengukuran dari gaya. Karena  standar satuan massa adalah kilogram (kg) dan standar satuan akselerasi adalah meter per detik kuadrat (m/s²), jadi satuan untuk gaya otomatis adalah produk dari kedua tadi -- (kg)(m/s²). Nampak rumit, jadi para ilmuwan membuat kemudahan untuk menggunakan Newton sebagai satuan resmi gaya. Satu Newton, atau N, ekivalen dengan 1 kilogram-meter perdetik kuadrat. Menjadi 4.448 N untuk 1 pound. Jadi apa yang bisa kita mainkan dengan  hukum kedua Newton? Sebagai hasilnya, F = ma  menjadikan kita dapat mengkuantifikasi berbagai variasi gerakan. Katakanlah, contoh, kita ingin menghitung akselerasi seekor anjing luncur di bawah.

If you want to calculate the acceleration, first you need to modify the force equation to get a = F/m. When you plug in the numbers for force (100 N) and mass (50 kg), you find that the acceleration is 2 m/s2.

Sekarang katakanlah massa kereta luncur 50 kg dan anjing lain di tambah. Jika kita asumsikan anjing kedua menarik dengan gaya yang sama dengan yang pertama (100 N), maka gaya total menjadi 200 N dan akselerasi akan menjadi 4 m/s².

Notice that doubling the force by adding another dog doubles the acceleration. Oppositely, doubling the mass to 100 kg would halve the acceleration to 2 m/s².

 Akhirnya, coba bayangkan ada 2 anjing tambahan tapi di posisi yang berlawanan. Ini penting karena hukum kedua Newton berbicara net/resultan  gaya.

If two dogs are on each side, then the total force pulling to the left (200 N) balances the total force pulling to the right (200 N). That means the net force on the sled is zero, so the sled doesn’t move.

Kita dapat bahasakan: Saat  resultan gaya berlaku pada suatu obyek, obyek akan berakselerasi searah dengan resultan gayanya. Sekarang bayangkan seekor anjing di sisi kiri lepas. Seketika, gaya tarik ke kanan jadi lebih besar, jelas kereta luncur akan bergerak ke kanan. Apa yang menjadi remang-remang pada contoh-contoh tadi adalah kereta luncur juga memberlakukan sebuah gaya kepada anjing. Dengan kata lain, semua gaya punya pasangan. Inilah hukum Newton ketiga -- hmm topik kita berikutnya..!!!

REFERENCE/MAROJI':
http://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/newton-law-of-motion3.htm
di terjemahkan secara gaul oleh: saya ndiri  

Introduksi Hukum Newton (Part 3)

A Brief History of Newton's Laws

Hulton Archive/­Getty Images
It turns out that the great Greek thinker wasn't always right about everything.

­
Si tukang filsuf Yunani Aristoteles pernah mendominasi pemikiran keilmuwan bertahun-tahuuuuun lamanya. Pandangannya tentang gerak fisika di terima secara luas, sabab seolah-olah sangat mendukung penelitian orang-orang tentang alam saat itu. Contoh, Aristoteles berpandangan bahwa berat mempengaruhi benda jatuh. Makin berat, dalihnya makin cepet jatuh ke tanah di banding benda yang lebih ringan dijatuhin dari ketinggian yang sama pada waktu yang sama.  Si abang ini juga yang nolak gagasan tentang inersia,  teges-tegesnya dia bilang kalau benda mau terus bergerak ya musti di kasih gayaaaa terus. Dua-duanya salaaaaah tuh pikirannya (orang salah aja PD banget ya, yang namanya ilmu kauniyah sih boleh-boleh aja salah pendapat), udah gitu salahnya di latahin juga oleh ilmuwan sejamannya, lama pula.. karena itu jadi lama pula memperbaiki kesalahan pemikirannya..ya tentu oleh ilmuwan-ilmuwan yang gagah berani dan PD mengubah paradigma yang dah berakar urat ni.
Gagasannya ancur lebur ni pertama kali meletus saat Nicolaus Copernicus mempublikasikan model matahari sebagai pusat semesta. Aristoteles berteori kalau matahari, bulan dan semua planet-planet mengelilingi bumi pada kesatuan bola langit. Copernicus mengemukakan bahwa yang namanya planet-planet di tata surya itu pada ngelilingi matahari, bukannya bumi (mudah-mudahan besok ada yang ancurin pendapatnya Copernicus ne). Walau ga topik-topik banget dengan topik mekanika kita ni, heliosentrik kosmosnya Coper (nicnamenya Copernicus) udah membuka tabir kelemahan Pak Aris (Nicknamenya Aristoteles).

Nah ada lagi ni penantang baru ide-ide filsuf Yunani kelas Heavy Weight, siapaaa diaaa??? yaa Galileo Galilei (nicknamenya Pak Gali). Dua eksperimen klasiknya, menjadikannya dirigen musik tone dan tenornya para musisi ilmuwan.Eksperimen pertama, Pak Gali jatuhkan bola meriam dan peluru (banyak ne di Indonesia bekas peninggalan si tengik penjajah Londo) dari atas Menara Condong Pisa. Kalo make mazhab Pak Aris siapa yang bakal nyampe duluan hayoooo??? ya iyalah Pak Aris bakal bilang: "ya jelaaaas dooong cannonball (bola meriam) issss the winnneeeerrr!!!" soalnye bongsor n berBOBOT gitu loh (yang penterjemah bingung dulu kenapa Pak Aris kagak nyoba dulu baru bilang, berarti ga Talk Less Do More nee. Hehe bukan iklanin rokok ni, ane benci kepulan-kepulan syetan ini). Eeeh ternyata "The Winner Issss..." Pak Galiiii..jadi ternyata bola meriam yang bongsor berbobot dengan bola peluru musket yang imut dan ringan jatuh pada rate level dan waktu yang sama nyeruduk tanah.

Beberapa sejarahwan meragukan dokumentasi eksperimen  Pisa ini, tapi tidak untuk ekperimen kedua. Ekperimen kedua melibatkan bola-bola berwarna tembaga dengan berbagai ukuran, bola-bola ini di gelindingkan dari atas papan kayu miring. Pak Gali mencatat bahwa berapa jauh kira-kira masing-masing bola melintas jeda 1 detik. Pak Gali menemukan bahwa ternyata kagak ada urusan dengan ukuran bola -- rasio gelindingnya ternyata konstan. Dari sini beliau, menyimpulkan bahwa benda jatuh bebas mengalami percepatan yang sama kagak ada urusan massa, sepanjang ga ada gaya lain yang  ngusik sebangsa gesekan udara dan papan.

Tetapi adalah sesungguhnya lah René Descartes, filsuf besar Perancis, yang telah menambah kedalaman dan dimensi terhadap gerak inersia. Dalam karyanya "Principles of Philosophy," pak Ren (nickname) mengemukakan 3 hukum alam. Yang pertama berbunyi " tiap sesuatu, sepanjang memiliki power, selalu berada dalam keadaan yang sama; konsekuensinya, maka sekalinya bergerak, maka ia akan terus bergerak." Kedua menyatakan "semua pergerakan, dari benda itu sendiri, sepanjang lintasan lurus." Inilah Hukum pertama Newton, yang dengan jelas tertera pada bukunya yang dipublikasikan pada 1644 -- ketika Newton masih imut-imut alias baru turun ke dunia.
Clearly,  studied Descartes. He put that studying to good use as he single-handedly launched the modern era of scientific thinking. Newton's work in mathematics resulted in integral and differential calculus. His work in optics led to the first reflecting telescope. And yet his most famous contribution came in the form of three relatively simple laws that could be used, with great predictive power, to describe the motion of objects on Earth and in the heavens. The first of these laws came directly from Descartes, but the remaining two belong to Newton alone.
­He described all three in "The Mathematical Principles of Natural Philosophy," or the Principia, which was published in 1687. Today, the Principia remains one of the most influential books in the history of human existence. Much of its importance lies within the elegantly simple second law, F = ma, which is the topic of the next section.
Nah loh berarti jelas dong, ternyata Isaac Newton telah belajar (saya tidak tahu apakah masuk kedalam kategori plagiator atau bukan) dari Pak Des. Dia meletakkan pembelajaran tersebut untuk di gunakan dengan baik dengan satu tangannya melahirkan era pemikiran modern.

REFERENCE/MAROJI':
http://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/newton-law-of-motion2.htm
masih di terjemahkan secara gaul oleh: saya ndiri 

Introduksi Hukum Newton (Part 2)

Benda kalo lagi diam akan tetap diam, selamanya (ga peduli sampai kapan), selama ga ada  yang mendorong atau menariknya. Benda  yang  sedang bergerak akan tetap bergerak, melintas pada trek lurus, selamanya (ga peduli sampai kapan), sampai ada  yang mendorong atau menariknya.
­
Kata "selamanya" kadang puyeng di terima.Tapi bayangin aja kita punya 3 buah bidang miring di setting kayak gambar di bawah. anggap aja bidangnya panjaaaaang bangeet 'n aluuus ga ada 'gerenjelan'. Coba taro 'gundu/kelereng' hingga menggelinding dari papan/ bidang pertama maka gundu akan menggelinding ke bawah makin cepat. Sedangkan kalo kita coba dorong gundu di papan kedua (yang berarti posisi nanjak) lama-lama jelas gundu makin pelan (sampai berhenti di satu titik). Nah terakhir, yang dalam bentuk di antara dua yang di atas alias horisontal abis. Di sini, gundu ga nambah cepat ga nambah lambat pula. Faktanya, gundu bakalan menggelinding teruuuus, selamanyaaaaa sampai kita di alam laen...;)

According to Newton's first law, the marble on that bottom ramp should just keep going. And going.

   Para fisikawan biasanya untuk menggambarkan keadaan ini (tendensi suatu benda untuk ngelawan perubahan gerak) dengan sebutan inersia (English-inertia). Akar kata Latin "inertia", seakar dengan "inert", artinya mengurangi atau meniadakan kemampuan bergerak. Jadi kebayang dah mengapa ilmuwan milih  kata ini. Hebatnya lagi cara ngambil kata berdasar konsepnya itu loh. Inersia ntu besaran fisika yang 'goib' ga kayak besaran lain yang bisa keliatan atau di pelototin mata kaya panjang atau volume. Die berhubungan dengan yang namanya massa benda. Biar ngartian, perhatiin petarung sumo di bawah ne..(hihhi ngejomplang amat kayak Nabi Daud (David) ama Jalut (Goliath)ajah)

(

AFP/Getty Images
Which person in this ring will be harder to move? The sumo wrestler or the little boy?

Katakanlah si Bongsor bermassa 136 kg, si imut sebelah kanan 30 kg ( para ilmuwan mengukur massa dengan kilogram). Ingat ya, kerjaan sumo adalah menggeser lawan dari posisinya. Coba tebak mana yang bakalan gampang bergerak alias lincah??  Anak bayi andai bisa bicara juga akan tau jawabannya, tentu si imut yang paling gampang bergerak, atauuuuu dengan kata laen resistansi terhadap inersia si imut lebiiih kecil.
­
Sebenarnya kita mengalami inersia sepanjang waktu kalo lagi di mobil yang sedang jalan, apalagi kalo di angkot, berkat gaya sopir angkot di indonesia, kita jadi paling hebat memperlihatkan apa itu inersia. Maka di negara sana udah kepikiran membuat perangkat yang mengkaunter efek dari inersia. Apa namanya??? yaaa SEAT BEALT (adanya di mobil doang loh ga ada di motor mah). Bayangin bentar satu mobil di trak pengetesan ngeloyor di kecepatan 55 MPH, di dalam ada boneka pengemudi. Saat mobil nubruk tembok, si boneka bakalan terjungkal ke depan ke dashboard mobil. Kok bisa? lupa?? sebab, menurut hukum I Newton, suatu benda yang sedang bergerak sampai ada gaya dari luar mengenainya. Saat nubruk tembok, boneka akan tetap bergerak lurus dan kecepatan konstan sampai dashboard memberi hantaman gaya hingga menyetopnya bergerak. Nah untuk itulah seatbealt akan menahan boneka (dengan penumpang), mencegah dari inersia mereka sendiri.Coba mending di hantem dashboard apa di tahan seatbealt??? (makanya jangan lupa ya untuk selalu pakai seatbealt!!!). Yang menarik, ternyata bukan Newton yang pertama berurusan dengan konsep hukum inersia ini melainkan Galileo dan René Descartes. Pada faktanya, kelereng dan bidang tadi yang untuk eksperimen, adalah si Galileo yang bikin. So Newton berhutang banyak pada dua sohib tadi dan orang-orang yang membesarkannya ne..

REFERENCE/MAROJI':
http://science.howstuffworks.com/science-vs-myth/everyday-myths/newton-law-of-motion1.htm
Di terjemahkan secara gaul oleh: saya ndiri

PENGHANTAR PANAS (IPA kelas 6 SD)

AYO BELAJAR!
Benda yang dapat menghantarkan panas disebut
koduktor panas. Cara perpindahan panas dari satu
benda ke benda yang lain disebut konduksi. Benda-benda yang dapat menghantarkan panas terbuat dari logam, seperti besi, aluminium, tembaga. Benda yang termasuk konduktor panas, misalnya sendok, wajan, panci. Sekarang dapatkah kamu memberikan contoh benda lainnya yang termasuk konduktor panas?

Bahan yang tidak dapat menghantarkan panas
disebut bahan isolator panas. Benda yang termasuk
bahan isolator panas terbuat dari kayu, gelas dan plastik. Misalnya, pensil, pulpen, penggaris plastik.

AYO PIKIRKAN!
Kalau kita tuangkan air panas ke dalam gelas kaca atau plastik kita tetap akan merasakan panas, jadi benarkah plastik atau gelas bukan penghantar panas? Coba kamu sebutkan contoh benda lainnya yang termasuk isolator panas. Coba teman-teman tebak gambar di samping, yang manakah benda yang terbuat dari konduktor dan isolator?